基于电气自动化在公路监控系统的应用探究

任强

山西交通控股集团有限公司吕梁北高速公路分公司 山西吕梁 033000

1 公路监控系统设计概述

1.1 设计目标

在进行系统设计时，确定系统设计的整体目标。在整体环节架构时，注重提高视频的监测质量。利用百万像素级别分辨率的摄像机进行直接采集，再利用数字进行压缩，避免线路传输中图像抖动和模糊，为后端的智能分析提供有效清晰的数据资源，从侧面维护画面的整体质量，扩大监测的范围。在系统监控过程中，能够提出车流量和车速等一切数据。后期再碰到异常事件时能够准确监测道路中所发生的实际情况，为后期维护高速公路运行和交通管理安全打下良好的基础。

对于多发事故路段，应当采用低照度摄像机。此类摄像在无光条件下可以开启红外补光，同时对路段进行监控作业。在大雾多发地区，利用双目热成像摄像机。夜晚可通过热成像实现可见度较低或者无光情况下的路段视频监控，从而实现全天候的路段监控作业。

1.2 设计原则

为了确保监控系统的总体设计质量，相关人员应当明确设计的具体原则，保证其先进性和实用性。在设计阶段，应当综合考虑国内外相关监控系统设计的最新技术及设备使用，通过提高系统设备的先进性，扩大系统监测范围。另外，在满足系统功能设计要求的情况下，当考虑其成本因素保证建设的经济价值和使用价值对等。后期再选择系统设备阶段，应当选择高质量，高性能的设备，保证运行中的安全性。在某段监控系统设计时，应当考虑与其他已建路段监控系统之间的协调性。在保证提升高速公路监控系统的质量水平时，提升区域路网监控的有效性。

2 电气自动化在公路监控系统的应用要点

2.1 监控量测观测方法和观测频率

（1）地表沉降观测方法。首先假设基准点高程，用天宝DINI03电子水准仪按二等水准观测要求施测，进行平差处理，定出首期数据，依次按频率观测，绘制时间-沉降曲线表或图。其次考虑坡本隧道浅埋段为堆积体，故增加地表位移观测，从而保证施工安全。

（2）拱顶沉降观测和周边收敛测量方法。观测拱顶沉降和周边收敛均采用测角：1"、测距：1+1ppm高精度徕卡TS09全站仪，这种无接触式量测方法已经取代老式水准尺、钢尺、收敛仪，在保证成果的同时，更快速、方便，对施工基本无干扰。观测时保证仪器适应现场隧道内环境，并做到人员固定、仪器固定、控制基准点固定。拱顶观测时采用全站仪中间站不量仪器高法或自由设站的方法，减少人为误差对量测数据的影响；周边收敛可采用全站仪直接量测相对坐标反算测线长度[1]。测量完成后，将测量数据记录到记录表中，方便内业处理分析。

2.2 视频图像的管理与存储模块设计

在进行视频图像管理和存储模块设计时将新增的视频图像接入有视频的管理平台，实现新增视频图像的管理功能。在进行原有的分中心磁盘阵列扩容时将新增的视频图像接入磁盘阵列中，可以实现图像的完整存储功能。此时设计人员应完善分中心图像系统中该路段监控图像的数据信息和摄像机数量等。确保分中心对本工程范围监控录像调用无障碍，响应时间应小于300ms。

2.3 数字视频监控系统设计方法

对比传统的技术模式，EPON主要是对用户网络拓扑进行了运用，以实现一对多的灵活性传输目的。在系统与视频、数据业务接入的情况下，即可利用光纤接入方法达到目标。其中，基于EPON技术的视频监控系统，通常含括OLT、ONU、POS三个子系统。且在系统内，ONU系统和OLT系统的距离应在20km。在注册以后，OLT能够实现自动宽带的配置，并且科学调整、分配带宽。参考动态模式，OLT系统能够保证所有ONU系统所获取的带宽合理。另外，对时延补偿模式的运用，能够增强时隙分配更加精准，使系统光纤对耦合信号有效接收，以免信号影响到上行包。对视频图像的传输，需确保监控系统和图像质量联系的紧密性。而在压缩以后，视频信号总量偏大。根据网络传输视角分析，若视频监控系统同时对多路的实时信号进行传输，就会导致传输网络被大量信号所挤占。此时，数据信号容易丢失亦或是出现延迟。所以说，网络传输需根据既定通信协议实现数据的传输目标。

2.4 洞内测点布设

隧道洞内量测断面的布置：洞口Ⅴ级围岩浅埋段5m一个断面，Ⅴ级深埋和Ⅳ级围岩10m一个断面，Ⅲ级围岩30m一个断面，可根据数据变化调整断面布设间距。鉴于以往在实际操作中测点经常被破坏，起不到监控量测的作用，在隧道测点布设时，由测量人员放样出具体埋设里程和位置，用喷漆标出，由专门人员（隧道杂工）用专用电钻和线缆（最好为监控量测专配）在作业班组进行立架工艺时布设，钻眼后用水泥砂浆或锚固剂填满后再插入测点固定杆。尽量使两边的测点固定杆在测量方向的同一轴线上，外漏部分不宜过长也不宜过短，考虑喷射混凝土厚度，待喷浆结束后，刚好外漏顶端钢板即可。及时安排人员敲掉外漏钢板混凝土，揭掉钢板上保护胶带，粘上徕卡反射片并再次用透明胶带粘贴好，确保粘贴牢固可靠并安排监控量测人员采集数据。洞内量测断面测点的布置个数应根据监测规范和设计要求确定。

2.5 监控监测外场终端设计

视频外场终端基本按照工可规模控制数量，对于市州提出的超工可规模的新增外场视频终端需求，进一步整合接入全省现有终端监控视频和监测数据，形成联网监控监测管理平台。通过自建与租用电信部门服务相结合的方式，新建普通公路重点路段视频监控终端、可变情报板、车载和船载移动监控终端[2]。

3 结语

因此，在高速公路建设中，良好的监控系统设计可以更好地规范公路交通秩序，提高交通管控的效率性，减少安全事故的发生。为提升设计质量，相关人员应当结合实际监控目标和需求，进行信息采集模块儿的墙画和科学设计，以此更好地提升系统稳定性和便捷性，为我国的交通行业做出一定贡献。